Оценка гибкости системы

Понятие гибкости производственной системы является многокритериальным и неоднозначным. В зависимости от конкретно решаемых задач разработчики ГПС на первый план выдвигают различные аспекты гибкости, например, такие, как:

- машинная гибкость - простота перестройки технологического оборудования ГПС для производства заданного множества деталей;

-технологическая гибкость - способность производить заданное множество типов деталей разными способами;

- структурная гибкость - возможность расширения системы за счет введения новых технологи­ческих модулей;

- производственная гибкость - способность продолжать обработку заданного множества деталей при отказах отдельных технологических элементов ГПС;

- маршрутная гибкость - возможность изменения порядка выполнения операций;

- гибкость по продукту - способность быстрого переключения на выпуск новых деталей;

- гибкость по объему - способность ГПС эффективно функционировать при различных объемах производства;

- гибкость по номенклатуре - способность производить разнообразные изделия.

Многообразие технических, производственных и других задач, решаемых методами гибкой автоматизации, не дает возможности сформулировать единые методы комплексной численной оценки гибкости, позволяющие сравнивать различные системы. Поэтому целесообразно оценивать три формы гибкости: структурную, технологическую и организационную.

Структурная гибкость имеет общее значение и охватывает несколько возможностей:

· свободу в выборе последовательности обработки;

· возможность при выходе из строя любой из единиц оборудования выполнять обработку на аналогичном оборудовании;

· возможность наращивания системы на основе модульного принципа.

Технологическая гибкость определяется по способности на имеющемся оборудовании выполнять несколько технологических задач, что обеспечивается использованием многоцелевых и многоинструментальных станков, наличием технологических модулей, охватывающих широкий спектр производственных операций и по возможности обработки группы различных деталей без механической переналадки оборудования (или с незначительными затратами на переналадку).

Организационная гибкость определяет структуру ГПС. При проектировании организационно-производственной структуры возникает противоречие между стремлением максимально загрузить оборудование и стремлением обеспечить минимальный производственный цикл. Стремление к сокращению производственного цикла приводит к производственной структуре, ориентированной на изделие, т.е. на предметный принцип, который неизбежно вызывает нерациональное использование оборудования и трудовых ресурсов.

Альтернативой служит производственная структура, ориентированная на средства производства, т. е. на технологический принцип, что обеспечивает наиболее эффективное использование оборудования, позволяет сократить численность работающих, но может приводить к удлинению производственного цикла, увеличению незавершенного производства.

Для систем с широкой и непрерывно изменяющейся номенклатурой обрабатываемых деталей при отсутствии стабильных групп последовательно выполняемых операций наиболее приемлемым является технологический принцип организации структуры. Для устранения недостатков, присущих системам, построенным по этому принципу, необходимо иметь высокоэффективную гибкую систему календарного планирования и оперативно-диспетчерского управления с централизованным распределением работ. Отдельные обрабатывающие модули должны быть оперативно связаны материальными и информационными потоками через гибкую автоматическую тран­спортную систему и каналы связи с автоматическим складом и центром управления.

Контрольные вопросы:

1. Какие компоненты необходимы для развития гибких производственных систем?

2. Что такое «гибкая производственная система»?

3. На какие виды различаются ГПС по организационным признакам?

4. Что такое гибкая производственная система?

5. Что такое роботизированный технологический комплекс?

6. Какими критериями гибкости характеризуются ГПС?

7. Что входит в обобщенную структуру гибкого производства (схема)?

8. Какими критериями оценивается гибкость системы?

Лекция №14

Формы организации ГПС

Объединяя в определенных сочетаниях РТК, ГПМ, отдельные единицы технологического оборудования, автоматизированные складские, транспортные и накопительные устройства, создают различные варианты ГПС: ГАУ и ГАЛ. Гибкие производственные участки и линии, работают в автоматическом режиме в течение заданного времени, обеспечивают комплексную обработку исходного материала или заготовок с возможностью автоматизированной переналадки на производство изделий широкой номенклатуры.

Схемы планировки ГПС классифицируются в зависимости от типа автоматизированной транспортно-складской системы (АТСС) и других взаимосвязанных автоматизированных систем: инструментального обеспечения, очистки (мойки) изделий и техоснастки, контроля геометрических и других параметров изделий, удаления отходов производства.

ГПС строят по принципу специализации:

· технологической,

· предметной,

· подетальной.

В основу функционирования ГПС, построенных по технологическому принципу (рис. 5.2.), положен принцип "верни на место". Поэтому центральным элементом ГПС является автоматизированный межоперационный склад, через который изготовляемые детали транспортируются от одного технологического модуля к другому. Последние укомплектованы группами взаимозаменяющего оборудования (многоцелевых станков). Технологический принцип формирования производственных подразделений, характеризующийся выполнением однотипных операций технологического процесса и использованием однотипного технологического оборудования эффективен при значительной номенклатуре изготовляемых изделий

Преимущества такой схемы следующие:

· более полная загрузка оборудования благодаря концентрации всего объема обработки в технологическом модуле ГПС;

· возможность изменения номенклатуры деталей без перепланировки ГПС.

Недостатки:

· длинные и сложные технологические маршруты обработки заготовок;

Рис.5.2. Схема ГПС, построенной по принципу технологической специализации:

/—3 — ГПМ: 4—6 — взаимозаменяемое оборудование; 7—0 — накопители; 10-12 -~ роботы (манипуляторы); 13 — автоматизированная транспортная систе­ма; 14—16 — склады; стрелки — материальные потоки

· многократное их транспортирование между оборудованием и складом;

· необходимость заделов заготовок, инструмента и приспособлений для обеспечения бесперебойной работы ГПС на протяжении определенного времени (смена, сутки, недели и т.д.), для чего должны быть увеличены вместимость склада и объем незавершенного производства.

Предметнаяспециализация ГПС (рис. 5.3.) устраняет указанные недостатки, так как осуществляется обработка заготовок комплектов деталей для одного или нескольких однородных изделий. При этом технологические модули ГПС комплектуют из взаимодополняющего оборудования, располагаю-

Рис. 5.3.. Схема ГПС, построенной по принципу предметной специализации:

1—6 — ГПМ; 7—12 — оборудование; 13—18 — накопители; 19—24 — роботы (манипуляторы); 25—27 — АТНС; стрелки ----материальные потоки

щегося по маршруту изготовлениякомплектов деталей. В таких ГПС уменьшает-ся объем транспортных и складских работ. Однако наличие взаимодополняющих единиц оборудования снижает способность ГПС к перестройке на выпуск изделий других наименований. Требуются значитель-ные затраты на перепланировку оборудования.

Подетальная специализация ГПС обладает преимуществами двух рассмотренных схем (рис. 5.4.). Такие ГПС работают по групповой технологии,

Рис. 5.4.. Схема ГПС, построенной по принципу подетальной специализации:

1~3 — ГПМ; 4—6 ~ оборудование; 7—9 — роботы (манипуляторы);

10—12 — накопители; 13—16 — АТНС;

их модули располагаются согласно маршруту изготовления деталей и обладают универсальностью, аналогичной модулям ГПС, которая построена по технологическому принципу.Сповышением номенклатуры изготовляемых изделий становится целесообразным использовать подетальную специализа-цию ГПС